Команда исследователей из Северо-восточного педагогического университета разработала новый электрохимический метод добычи урана из обычной морской воды, способный предоставить человечеству практически неисчерпаемый энергетический ресурс.
Согласно актуальным оценкам, объёмы известный залежей урана на суше составляют около 8 миллионов тонн. Учитывая текущее развитие ядерной энергетики, этого было бы достаточно для питания всех существующих в мире атомных электростанций на протяжении столетий. Впрочем, традиционные методы добычи и переработки урановых руд экологически неустойчивы, технически сложны и дорогостоящи. Уже на протяжении многих лет чрезвычайно перспективным направлением является развитие экономически и экологически состоятельных способов добычи урана из морской воды. К слову, его содержание в водах Мирового океана в виде растворённых ионов уранила оценивается в 4,5 миллиарда тонн. Такой объём мог бы обеспечить ядерным сырьём многие поколения человечества на протяжении миллиардов лет. К тому же по мере постепенного извлечения ионов уранила из морских вод ещё больше вещества будет просачиваться в воду из земной коры.
Руй Чжао и Гуаншан Чжу возглавили команду учёных Северо-восточного педагогического университета в поиске инновационных методов экстракции радиоактивного сырья из морской воды. Стоит отметить, что экстракция – это вовсе не новое понятие в данной сфере. В прошлом исследователи экспериментировали с извлечением урана при помощи полимерных ковриков, проводимых волокон и различных необычных материалов. На этот раз учёные решили использовать пластичный тканеобразный материал, сотканный из углеродных волокон. Предварительно они покрыли эти волокна двумя специализированными мономерами и обработали их гидроксиламин гидрохлоридом. Таким образом они получили специфический материал, в порах которого надёжно удерживается амидоксим, который привлекает ионы уранила.
Сам процесс захвата ионов уранила столь же прост, как школьный эксперимент с электрохимическим выращиванием кристаллов. Фрагмент пористого материала размещается в сосуде с морской водой, где ему предстоит выполнять функцию катода. Тем временем в качестве анода выступает графитовый стержень. При подаче электрического тока на катоде выпадает ярко-жёлтый урановый осадок. В рамках лабораторных тестов с раствором морской водой, собранной в водах залива Бохойвань в Жёлтом море, исследователям за 24 дня удалось добыть 12,6 мг урана из 1 грамма воды. Такой результат делает данный метод более быстрым и эффективным, чем не только естественное оседание урана на ткани, но также чем электролиз с применением любых других экспериментальных материалов.
Источник: Self-Standing Porous Aromatic Framework Electrodes for Efficient Electrochemical Uranium Extraction / Dingyang Chen, Yue Li, Xinyue Zhao, Minsi Shi, Xiaoyuan Shi, Rui Zhao, Guangshan Zhu